专利名称:一种引信天线远场自动测量系统及测量方法
技术领域：
本发明属于测量技术领域：
，具体涉及一种引信天线远场自动测量系统及测量方法，可用于对引信天线主截面方向特性进行精确快速测试。
背景技术：
无线电近炸引信是武器系统中一种重要的弹载控制设备，引信天线则是无线电近炸引信的“眼睛”，是飞行器天线的一个分支。它除了飞行器天线所具有的共性外，还具有一些独特的性能要求。引信天线设计是引信产品设计的关键，它将直接影响引信信号的获取。早期的引信天线主要是工作在P、L波段的电小天线，以电感加载帽天线和带状单环天线为最普遍。近些年来由于天线技术在理论和实践上的不断提高，计算机辅助设计和新型介质材料的出现，使引信天线也有了新的发展，在许多种大小口径炮弹、野战火箭弹等的无线电近炸引信中得到广泛应用。
目前对弹上引信天线的理论和 设计方法的研究较多，但对于弹上引信天线实验测试方面的研究较少。引信天线的测量对它的设计、检验和生产都具有十分重要的意义。对引信天线的测量是指通过合适的测量方法和测试系统，精确地获取天线的主要电性能参数。由于引信天线方面的研究涉及到国防是高度涉密的，对引信天线实际测量方面的研究更是高度涉密，关于这方面的国外研究报道几乎没有，国内关于如何方便、精确实际测量引信特性的研究主要有以下几种:
I)国内空军导弹学院何广军、张锦华两位学者1999年12月在弹道学报发表《GNSS接收机用于防空导弹引信启动特性测量》的论文，采用GNSS接收机用于防空导弹引信启动特性的测量，给出了实验原理，并对实验中GNSS接收机的选择、使用和事后对数据的处理作了讨论。并指出，这种实验方法推广后，可用于导弹外弹道的测量。但还是不方便用于引信天线的测量。
2)上海航天局802所王万富1995年在制导与引信杂志发表《HP3852S数据采集与控制系统在引信近区目标特性测量中的应用和开发》的论文，主要介绍与探讨了用HP3852S数据采集与控制单元在引信近区目标特性测量的实际应用，该系统主要用于动目标的的近区目标特性测试，不适合于引信天线远区辐射特性的测量。
3) 2002年上海航天局802所武亚君、王万富在制导与引信杂志发表《引信近场目标特性测量和仿真试验技术》的论文，提出用先进的精密测量仪器构成的RCS测量系统，能模拟各种测量体制，精密地模拟测量参数，对各种目标姿态旋转或慢速稳定的直线运动进行静态RCS测量，可更有效、更准确地获取近场目标特性。这种测量方法注重于对目标本身的散射特性进行研究，当更关心引信体制与目标特性结合在一起的情况时，则采用仿真测量的方法就更有意义。
4)2003年上海无线电设备研究所邬晓静在上海航天杂志发表《引信天线与天线罩测量技术》的论文，介绍了一种多用途天线测量系统可用于引信天线、天线罩相位特性和引信目标RCS等的测量。但是测量过程非常复杂，要求系统中的每个设备能相互协调、运行默契，不能实现引信天线大批量的自动测量。
上述这些测量技术的实施一般都要人工手动调整天线的位置，设备不易操作，且还需要时刻观测测试过程，人工的劳动强度大，容易造成工作疲劳导致误差大的问题。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种引信天线远场自动测量系统及测量方法，以解决现有引信天线测量中需要不断手动调整天线位置、人为观察判断、费时费力、不易操作和校准误差大的问题。
本发明的技术方案:
一种引信天线远场自动测量系统，它包括天线接收转台子系统、发射极化器子系统、发射接收子系统、伺服驱动数显子系统和计算机子系统，所述天线接收转台子系统分别与发射接收子系统和伺服驱动数显子系统相连接，发射极化器子系统分别与发射接收子系统和伺服驱动数显子系统相连接，计算机子系统分别与发射接收子系统、伺服驱动数显子系统相连接，且接收转台与位置控制器双向连接，发射极化器与位置控制器双向连接，发射极化器与网络分析仪单向连接；其中:所述天线接收转台子系统包括方位转台、布置在方位转台上方的一维平动装置、固接在一维平动装置顶部的支架和安装在支架顶端的天线极化器。
所述一维平动装置包括下滑座和上滑板，所述上滑板通过布置在下滑座上下两侧的滑轨与下滑座滑动连接，上滑板底部设有传动机构，下滑座左右两端安装有限位装置。
所述发射极化器子系统包括底座、固接在底座顶端的固定立柱，所述固定立柱两侧分别安装有导滑体和手动机构 ，所述导滑体与滑动立柱相连接，所述滑动立柱顶端安装有发射极化器。
所述计算机子系统包括控制计算机和与其分别连接的数显控制卡、GPIB卡、多轴控制卡。
一种引信天线远场自动测量方法，该方法包括以下步骤:
(I)通过预测试确定收发射子系统的功率、中频带宽、平均及平滑因子等参数，以确保引信天线测试合适的动态范围；
(2)在测量系统上安装引信天线及源天线，调整引信天线和源天线对准，作为测量角的零点；
(3)输入测试频率、测量的角度范围和测量的步进角的参数信息，由控制及数据处理软件自动控制方位轴运动，并控制接收发射子系统完成对引信天线水平面的幅度、相位数据采集；
(4)根据步骤(3)所采集的幅度、相位数据，得出该引信天线水平面最大波束指向角，由控制及数据处理软件自动控制方位轴运动，使引信天线水平面最大波束指向和源天线对准，作为Φ切割面测量角的零点；
(5)输入测试频率、测量的角度范围和测量的步进角的参数信息，由控制及数据处理软件自动控制天线极化轴运动，并控制接收发射子系统完成对引信天线Φ切割面的幅度、相位数据采集；
(6)根据步骤(3)、(5)所采集的幅度、相位数据，由数据处理软件求出该引信天线测试面的各特性参数；
(7)在测量系统上将安装的引信天线换为标准增益天线，重复步骤(2) (5)，由数据处理软件求出该引信天线的增益特性。
本发明的有益效果是:
与现有技术相比，本发明提供的引信天线远场自动测量系统及测量方法，其采用计算机控制的天线接收转台子系统来控制和检测引信天线，控制过程自动化程度高，无需人工反复的调整和操作；具有数据自动采集和处理能力，无需人工时刻关注整个检测过程，进一步减少了测量误差和人工劳动强度；故本发明不仅可以精确测量引信天线主截面方向特性，而且测量过程自动化程度高，不需要手动操作、人为判断，检测效率大幅提升，可进行引信天线的大批量测试。
图1是本发明的系统组成框图；
图2是本发明所用引信天线座标系统；
图3是本发明的天线接收转台子系统结构示意图；
图4是本发明中一维平动装置俯视结构示意图；
图5是本发明的发射极化器子系统结构示意图；
图6是本发明实施例中引信天线H面方向结果图；
图7是本发明实施例中引信天线E面方向结果图；
图中:1-方位转台，2- 一维平动装置，3-支架，4-天线极化器，5-下滑座，6_滑轨， 上滑板，8-传动机构,9-限位装置，10-底座，11-固定立柱，12-手动机构，13-滑动立柱，
14-导滑体，15-发射极化器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述:
如图1、3所示，本发明提供的引信天线远场自动测量系统，它包括天线接收转台子系统、发射极化器子系统、发射接收子系统、伺服驱动数显子系统和计算机子系统，所述天线接收转台子系统分别与发射接收子系统和伺服驱动数显子系统相连接，发射极化器子系统分别与发射接收子系统和伺服驱动数显子系统相连接，计算机子系统分别与发射接收子系统、伺服驱动数显子系统相连接，且接收转台与位置控制器双向连接，发射极化器与位置控制器双向连接，发射极化器与网络分析仪单向连接，其中:所述天线接收转台子系统包括方位转台1、布置在方位转台I上方的一维平动装置2、固接在一维平动装置2顶部的支架3和安装在支架3顶端的天线极化器4。
如图4所示，所述一维平动装置2包括下滑座5和上滑板7，所述上滑板7通过布置在下滑座5上下两侧的滑轨6与下滑座5滑动连接，上滑板7底部设有传动机构8，下滑座5左右两端安装有限位装置9 ;其能方便的移动调整被测天线与方位旋转轴的位置，保证检测过程的自动化及安全性能。
如图5所示，所述发射极化器子系统包括底座10、固接在底座10顶端的固定立柱11，所述固定立柱11两侧分别安装有导滑体14和手动机构12，所述导滑体14与滑动立柱13相连接，所述滑动立柱13顶端安装有发射极化器15。
如图1所示，所述计算机子系统包括控制计算机和与其分别连接的数显控制卡、GPIB卡、多轴控制卡；这些控制卡插在控制计算机的接口插槽里，分别完成实时显示各运动轴的位置信息、对发射接收子系统的设定和控制、对各运动轴的位置控制；所述的控制及数据处理软件包安装在控制计算机上，完成测试方式下对被测天线及参考天线各轴的驱动控制，并通过GPIB卡在测试状态下对幅度、相位信息的采集和存储。
实施例:引信天线的测量机理:对任意天线，其远区辐射场可表示为:
权利要求
1.一种引信天线远场自动测量系统，它包括天线接收转台子系统、发射极化器子系统、发射接收子系统、伺服驱动数显子系统和计算机子系统，所述天线接收转台子系统分别与发射接收子系统和伺服驱动数显子系统相连接，发射极化器子系统分别与发射接收子系统和伺服驱动数显子系统相连接，计算机子系统分别与发射接收子系统、伺服驱动数显子系统相连接，且接收转台与位置控制器双向连接，发射极化器与位置控制器双向连接，发射极化器与网络分析仪单向连接；其特征在于:所述天线接收转台子系统包括方位转台(I)、布置在方位转台(I)上方的一维平动装置(2)、固接在一维平动装置(2)顶部的支架(3)和安装在支架(3 )顶端的天线极化器(4 )。
2.根据权利要求
1所述的引信天线远场自动测量系统，其特征在于:所述一维平动装置(2)包括下滑座(5)和上滑板(7)，所述上滑板(7)通过布置在下滑座(5)上下两侧的滑轨(6 )与下滑座(5 )滑动连接，上滑板(7 )底部设有传动机构(8 )，下滑座(5 )左右两端安装有限位装置(9)。
3.根据权利要求
1所述的引信天线远场自动测量系统，其特征在于:所述发射极化器子系统包括底座(10)、固接在底座(10)顶端的固定立柱(11)，所述固定立柱(11)两侧分别安装有导滑体(14)和手动机构(12)，所述导滑体(14)与滑动立柱(13)相连接，所述滑动立柱(13 )顶端安装有发射极化器(15 )。
4.根据权利要求
1所述的引信天线远场自动测量系统，其特征在于:所述计算机子系统包括控制计算机和与其分别连接的数显控制卡、GPIB卡、多轴控制卡。
5.一种引信天线远场自动测量方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: (1)通过预测试确定收发射子系统的功率、中频带宽、平均及平滑因子等参数，以确保引信天线测试合适的动态范围； (2)在测量系统上安装引信天线及源天线，调整引信天线和源天线对准，作为测量角的零占.(3)输入测试频率、测量的角度范围和 测量的步进角的参数信息，由控制及数据处理软件自动控制方位轴运动，并控制接收发射子系统完成对引信天线水平面的幅度、相位数据米集； (4)根据步骤(3)所采集的幅度、相位数据，得出该引信天线水平面最大波束指向角，由控制及数据处理软件自动控制方位轴运动，使引信天线水平面最大波束指向和源天线对准，作为Φ切割面测量角的零点； (5)输入测试频率、测量的角度范围和测量的步进角的参数信息，由控制及数据处理软件自动控制天线极化轴运动，并控制接收发射子系统完成对引信天线Φ切割面的幅度、相位数据采集； (6)根据步骤(3)、(5)所采集的幅度、相位数据，由数据处理软件求出该引信天线测试面的各特性参数； (7)在测量系统上将安装的引信天线换为标准增益天线，重复步骤(2) (5)，由数据处理软件求出该引信天线的增益特性。
专利摘要
本发明公开了一种引信天线远场自动测量系统及测量方法，该系统包括天线接收转台子系统、发射极化器子系统、发射接收子系统、伺服驱动数显子系统和计算机子系统，天线接收转台子系统分别与发射接收子系统和伺服驱动数显子系统相连接，发射极化器子系统分别与发射接收子系统和伺服驱动数显子系统相连接，计算机子系统分别与发射接收子系统、伺服驱动数显子系统相连接，其中所述天线接收转台子系统包括方位转台、布置在方位转台上方的一维平动装置、固接在一维平动装置顶部的支架和安装在支架顶端的天线极化器。采用该系统能实现引信天线的自动测量和控制，无需人工长时间操作，测试效率大幅提升。
文档编号F42C21/00GKCN103245260SQ201310114268
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月2日
发明者黎永强, 尚军平, 高建国, 李诗淼 申请人:贵州航天电子科技有限公司, 西安电子科技大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan